納米復合磁電材料復合與塊體復合差不多,其結構很相似,只是復合的尺度大小不同。納米復合是在納米尺度范圍內(nèi)的復合,這就造就了納米復合材料的特殊性能。相比于塊體磁電復合材料,納米復合磁電材料具有一些獨特的優(yōu)越性:
(1)復合材料組分相的比例可以在納米尺度上進行修改和控制,可以在納米尺度范圍內(nèi)直接研究磁電效應的微觀機理。
(2)塊體材料中相之間的結合是通過共燒或者粘接的方式相結合的,其界面損耗是一個不容忽視的問題,而在薄膜中町實現(xiàn)原子尺度的結合,可以有效降低界面耦合損失。
(3)納米磁電復合薄膜的制備為控制晶格應力、缺陷等方面提供了更大的自由,可獲得高度擇優(yōu)取向甚至超晶格復合薄膜,更有利于研究磁電耦合的微觀機理。
在納米尺度下研究納米復合磁電薄膜,其技術町以很容易地移植到半導體工藝中,用于制造集成磁/電器件。 納米復合材料的連通性主要分為3大類,一類是納米顆粒磁電材料,一種是納米柱狀磁電材料,還有一種是納米層狀磁電材料。隨著近年薄膜制備經(jīng)驗和技術的積累,使得制備優(yōu)質復雜結構的復合薄膜成為可能。由于磁電復合薄膜涉及兩相多種成分的復合,比較常見的制備方法是使用激光脈沖沉積法。
激光脈沖沉積(PLD)就是將激光瞬間聚焦于靶材上一塊較小面積上,利用激光的高能量密度將激光照射處的靶材蒸發(fā)甚至電離,使其原子脫離靶材向基板運動,在溫度較低的基板上沉積,從而達到成膜目的的一種手段。由于脈沖激光的高加熱速率,晶體膜的激光沉積比其他薄膜生成技術要求的基板溫度更低。但是PLD也有一個嚴重的問題,薄膜容易被濺污。濺射出來的大微粒將阻礙隨后薄膜的形成,會影響薄膜的性能。
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